废弃熔融石英玻璃高温晶化为方石英的过程研究

高纯熔融石英玻璃当前被广泛应用于高新产业中,但是在使用过程中,由于析晶、软化变形等情况导致高纯熔融石英玻璃产品不能继续使用.本文在对废弃熔融石英玻璃的物相、杂质、气泡等分析的基础上,采用高温物相转化将废弃熔融石英玻璃转化为方石英,讨论了煅烧温度、保温时间、粒径三个影响因素,通过Jade软件计算了高温物相转化产物的晶相含量占比.结果表明,废弃熔融石英玻璃经过高温焙烧处理后转化为方石英相,并且方石英的含量主要受煅烧温度、保温时间和颗粒粒径的影响,随着煅烧温度升高和保温时间的延长,颗粒粒径越小,方石英的含量也逐渐增加.从1230℃开始,废弃熔融石英玻璃开始成核结晶,在1480℃进入一个快速结晶期,在1500℃可完全转化为方石英相.

不同层电荷数钙蒙脱石对黄曲霉毒素B_(1)的吸附性能与机理研究

以内蒙古、新疆及辽宁三地的钙基膨润土为研究对象,探究不同层电荷数钙蒙脱石对黄曲霉毒素B1(AFB_(1))的吸附性能与机理。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、高效液相色谱仪等测试手段,研究不同产地膨润土的矿物学属性、理化性能及钙蒙脱石吸附AFB_(1)的动力学和等温吸附作用。结果表明,钙蒙脱石含量高、比表面积大、层电荷数高的内蒙古膨润土(N-Mt)吸附性能较好,当初始浓度为1.5 mg/L、吸附剂用量为5 mg时,N-Mt对AFB_(1)的饱和吸附量为1.153 mg/g,吸附过程受pH值影响较小。钙蒙脱石对AFB_(1)的吸附行为同时符合准一级动力学模型和准二级动力学模型,表明吸附过程可能同时涉及物理吸附和化学吸附。钙蒙脱石与AFB_(1)之间的吸附作用同时发生在层间域和层面上,该作用主要源于电子供体-受体结合作用和钙蒙脱石与AFB_(1)分子之间的离子-偶极相互作用。钙蒙脱石对AFB_(1)的等温吸附符合Langmuir模型,属单分子层吸附。

典型光伏坩埚用高纯石英砂工艺属性对比研究

以美国矽比科公司、挪威TQC公司和中国江苏太平洋石英股份有限公司生产的3种坩埚用高纯石英砂为研究对象,通过激光粒度分析、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等分析测试手段,对3种坩埚用高纯石英砂的粒度分布、微观形貌、化学成分、晶胞参数等特征进行分析。结果表明,美国矽比科公司和挪威TQC公司生产的坩埚用高纯石英砂粒度集中在200μm左右,形状和尺寸均匀程度均优于中国江苏太平洋石英股份有限公司生产的石英砂;3个样品均存在包裹体和个别元素含量略高情况,但不影响石英坩埚生产;石英砂化学元素含量会影响晶胞参数的变化,3个样品a值均偏小,中国江苏太平洋石英股份有限公司石英砂样品c值偏大;结合不同浸出介质石英砂微观形貌对比分析,3个石英样品均经过高温煅烧处理及氢氟酸酸浸处理,挪威TQC公司生产的坩埚用高纯石英砂中还存在硝酸酸浸的痕迹。

天然石膏制备烧石膏晶须试验研究

基于我国天然石膏资源丰富、但产品附加值低的现状,根据溶解-再结晶理论,以天然石膏为原料、硝酸为助剂,采用常压酸化法开展了高附加值烧石膏晶须制备试验研究,考查了固液比、硝酸浓度和反应温度对所得产物物相与显微形貌的影响。研究结果表明:样品中烧石膏晶须的质量分数随着硝酸浓度和反应温度的升高而升高,样品中晶须的质量分数随着固液比的增大呈先升高后降低的趋势;优化条件下所得样品的物相主要为烧石膏相,另有极少量的石膏相和硬石膏相,样品中晶须的长度为509~650μm,长径比为43~62。研究成果可为天然石膏的高值化利用提供参考。

电石渣矿化CO_(2)-可控制备碳酸钙的实验研究

本文提供了一种以电石渣为原料,循环利用氯化铵制备高纯碳酸钙的方法;通过实验系统讨论了碳酸钙制备的工艺条件以及不同工艺条件对所得碳酸钙晶型与形貌的影响.结果表明:碳酸钙制备的优化工艺条件为CO_(2)流速80 mL/min,反应温度30℃,反应时间60 min;所得产物为纳米的球形球霰石,产物中CaCO_(3)的含量为99.95%,白度为99.3%,产物具体良好的自流动性和自粉化性;整个制备工艺中碳酸化反应滤液可循环利用8次,此时的反应效能大于50%;通过工艺条件的调控成功制备出高纯纳米碳酸钙、球霰石型碳酸钙、文石型碳酸钙以及方解石型碳酸钙.论文提出的研究方案有望应用于电石渣的资源化利用与碳酸钙的可控制备.

CH_(3)COONa-NH_(4)OH-H_(2)O体系下磷石膏矿化CO_(2)-联产高纯CaCO_(3)

基于我国面临CO_(2)减排与磷石膏资源化利用的巨大压力,本文提出助剂循环使用的CO_(2)矿化与磷石膏资源化利用过程耦合的学术思想,立题以磷石膏为原料,研究醋酸钠体系下氨水强化磷石膏浸出液矿化CO_(2)联产高纯CaCO_(3)的反应过程。实验过程中系统讨论了不同工艺条件对磷石膏中Ca^(2+)的浸出及浸出液矿化CO_(2)反应效能的影响,并系统表征了反应条件对矿化产物晶粒尺寸、结构与形貌的影响。结果表明:低温常压条件下1t磷石膏可以矿化吸收208kg的CO_(2),同时联产472kg纯度为99.63%的球形球霰石。通过调节矿化反应条件可有效调控矿化产物的晶粒尺寸;提高反应温度和延长反应时间有利于亚稳态的球霰石向热力学更稳定的文石和方解石转化。实验过程中实现了醋酸钠的循环利用与回收。本文为磷石膏的资源化利用与高纯CaCO_(3)的制备提供了新的思路。

掺加提钛渣对二灰材料强度的影响机理研究

为了查明掺加提钛渣对二灰稳定材料强度的影响机理,在保持生石灰含量不变的条件下制备了粉煤灰与提钛渣不同配比的硬化体样品,研究了养护时间以及粉煤灰与提钛渣配比对硬化体样品强度的影响。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等表征方法,对硬化体样品的水化产物、微观形貌进行了分析,以揭示提钛渣对二灰硬化体强度的影响机理,结果表明:掺加提钛渣后,硬化体样品早期强度明显提高,XRD图谱中出现了水铝钙石、方解石衍射峰,其中粉煤灰与提钛渣配比为22.5∶67.5的硬化体样品养护3 d的强度比基准样品提高了23.8倍,在配比为67.5∶22.5的7 d龄期硬化体样品中出现了氢氧化钙弱衍射峰,而在配比为90∶0的样品中,养护早期仅出现了氢氧化钙强衍射峰,养护龄期为90 d时出现了方解石弱衍射峰。硬化体样品强度增强的原因与方解石、C-S-H和水铝钙石的产生密切相关,C-S-H将样品胶结成了一个整体,方解石在促进C-S-H晶体生长的同时,可构成硬化体骨架,而水铝钙石可以优化样品孔结构,三者共同促进了样品强度的增长。

石棉尾渣和粉煤灰制备堇青石多孔陶瓷及其理化性能

低成本制备堇青石多孔陶瓷一直是专家学者们研究的热点,本文以石棉尾渣、粉煤灰、高岭土为原料,在不添加发泡剂的情况下,采用直接烧结法成功制备了堇青石多孔陶瓷,系统研究了堇青石多孔陶瓷的物相演化、显微结构及理化性能。结果表明:烧结温度的升高和配方中高岭土含量的增加有助于样品中堇青石的合成,高岭土的添加可以有效降低样品发泡的温度和提高样品的孔隙率;当烧结温度为1240℃,焙烧后的石棉尾渣、焙烧后的粉煤灰和高岭土质量比为5∶5∶3时,制备的堇青石多孔陶瓷的体积密度仅为0.6 g/cm 3,孔隙率高达76.94%;当烧结温度为1220℃,焙烧后的石棉尾渣、焙烧后的粉煤灰和高岭土质量比为5∶5∶5时,制备的堇青石多孔陶瓷吸水率达到最大值34.57%;此外,制备的堇青石多孔陶瓷还表现出良好的耐碱性能。

蛭石在低浓度盐酸和硫酸中的溶出性比较研究

蛭石作为三八面体层状硅酸盐矿物,由于其独特的层状结构被广泛应用于各领域.酸处理蛭石能提高蛭石的比表面积,改变层电荷数,达到增加表面活性官能团的目的.以新疆尉犁蛭石为原料,在低浓度盐酸和硫酸界面进行溶出性比较研究,对原料及酸浸后样品的物相、结构、微观形貌以及浸出液中各离子浓度进行表征分析.结果表明:在酸浓度较低时盐酸和硫酸对蛭石的酸蚀程度相当,在酸浓度稍微增加时硫酸对蛭石的酸蚀速度快于盐酸.两种酸的蛭石结构中各金属离子浸出的难易顺序一致,均为:层间物>八面体片>四面体片.Ca^(2+)作为层间阳离子在酸浸前4 h的溶出速率远大于八面体阳离子Mg^(2+)和四面体阳离子Al^(3+),且层间物中Ca^(2+)相比于K^(+)更容易浸出.适当的酸处理可以提高蛭石的阳离子交换容量.本文对于蛭石的利用开发具有一定意义.

江西花岗伟晶岩制备4N级高纯石英工艺研究

本试验研究江西棠阴花岗伟晶岩型石英矿石制备高纯石英的工艺路线并对其工艺条件进行优化,为当地特色石英矿产的高值化利用提供技术支撑。针对江西棠阴花岗伟晶岩,根据其矿物学属性提出了自磨-预筛分的新工艺流程以提高后续选别流程的石英纯度。探讨了自磨-预筛分粒径、磁感应强度、煅烧水淬温度、浮选药剂制度对石英纯度及产率的影响。在优化工艺的基础上进一步采用混酸酸浸工艺对石英精矿进行深度提纯,最终获得了产率为11.25%、SiO_(2)质量分数为99.991%、石英回收率为44.996%的高纯石英砂。该工艺对江西棠阴花岗伟晶岩样品表现出良好的选别和提纯效果,对花岗伟晶岩型石英矿石制备高纯石英的工艺研究具有一定的参考价值。

石棉尾矿制备原顽火辉石基微晶陶瓷的物相组成演变及性能研究

以石棉尾矿、石英砂尾矿为主要原料,采用一次烧结法制备原顽火辉石基微晶陶瓷。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜等测试手段,探究不同m(SiO_(2))/m(MgO)质量比、烧结温度对微晶陶瓷晶相组成、微观结构及理化性能的影响。结果表明:随着m(SiO_(2))/m(MgO)质量比、烧结温度的增加,微晶陶瓷中SiO_(2)与镁橄榄石反应生成的顽火辉石含量增加;经1 240~1 280℃烧结后,顽火辉石转变为其高温稳定形态的原顽火辉石,未参与反应的石英相会逐渐转变为方石英相;在m(SiO_(2))/m(MgO)质量比为1.43~3.56、烧结温度为1 280℃时,吸水率、体积密度、线收缩率和抗折强度分别为0.67%~0.15%、2.74~2.16 g·cm^(-3)、10.29%~1.37%、107.51~40.35 MPa,酸碱失量分别小于1.36%和0.13%,各性能指标优于《陶瓷砖》(GB/T 4100—2015)中Ib类低吸水率炻质砖的标准。

石棉尾矿焙烧活化制备建筑材料技术研究

以石棉尾矿为原料,采用不同焙烧助剂和焙烧工艺制备系列石棉尾矿焙烧产物,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析,探究焙烧助剂种类、添加量、焙烧温度和时间等对焙烧产物结构、形貌及性能的影响。结果表明,焙烧温度为800℃,焙烧时间为2 h,焙烧助剂(NH_(4))_(2)SO_(4)添加量为12%时,获得的样品胶凝性能最好;以该工艺条件制得的石棉尾矿焙烧活化产物为原料,加入不同比例水泥制成砌块试件,根据GB/T 4111-2013测试砌砖试件的各项性能指标,当水泥添加量为10%时,固化体抗压强度可达30 MPa,样品的抗压、抗冻、收缩率、吸水率等达到MU25免烧砖性能指标要求。

四川旺苍黑泥湾矿山细鳞片石墨的矿物学特征

为查明四川旺苍黑泥湾矿床细鳞片石墨的矿物学特征,采用XRF、XRD、SEM、Raman等测试分析手段对矿石的化学成分、矿物组成、晶体结构等进行了研究。结果表明,黑泥湾矿山的石墨矿石为含有隐晶质石墨的细鳞片石墨矿石,所采样品固定碳含量为12.2%~47.04%;所采石墨矿石样品的物相组成为石墨、石英、白云母、绿泥石等。样品灰分的主要的化学组成为SiO2、Al_(2)O_(3)、K_(2)O、Fe_(2)O_(3)、MgO、V_(2)O_(5)、TiO_(2)、P2O_(5)、Na_(2)O等。各样品均为2H型石墨结构,同时不同程度地含有3R型多型,a=0.2454~0.2467nm,c=0.609~0.6726nm,晶胞体积V在0.0348~0.0355nm^(3)之间,石墨化度为0.7301~0.9495,3R多型含量为10.274~17.194%。氧化温度为600~700℃。

蒙脱石在硫酸溶液中的特征变化与反应过程

基于自然界地球表层土壤中的典型矿物及酸性特征,选择四川盐亭蒙脱石与0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L硫酸溶液在25℃下进行反应,反应的时间7d、15d、21d、30d,构建蒙脱石-硫酸溶液反应体系。采用ICP-OES对反应后滤液中Al^(3+)和Si^(4+)离子含量进行分析,采用XRD和SEM对蒙脱石原样和反应后样品的结构和形态进行分析。结果表明,滤液中Al^(3+)和Si^(4+)含量均随硫酸浓度的增大和反应时间的增加而逐渐增加,并表现为差异性溶解。反应后的蒙脱石(001)特征峰出现宽化、强度降低并向高角度一侧偏移,反应产物的分散性增强,阳离子交换容量逐渐降低。蒙脱石在硫酸溶液中是组分逐渐释出,并引起结构有序程度和阳离子交换容量降低的反应过程。

新疆尉犁蛭石矿中金云母蛭石的间层结构研究

利用单晶片定向样品法测定了７个金云母蛭石间层矿物样品的Ｘ射线衍射谱，计算了底面反射的偏差系数和层结构因子。结果表明，所研究的样品可分为金云母蛭石间层结构和金云母与金云母蛭石间层结构的分结型间层结构。金云母蛭石的１∶１间层结构对于给出一个新的矿物名称具有足够的交替规则性。对于给定的１∶１规则间层结构模型，层结构因子的实验值与计算值非常吻合。进而。

纤蛇纹石石棉的纳米效应与生物活性

本文首次从纳米材料与纳米效应角度出发讨论了纤蛇纹石石棉的形态、表面结构、表面性质与生物活性的关系。结果表明 ,纤蛇纹石石棉属自然界产出的一种特殊的一维纳米丝状矿物 ,在形态、结构和表面性质等方面表现出了纳米材料所具有的一般特性 ,其中 ,形态上的一维纳米丝状、结构上的管状和表面 (界面 )层的高活性态等构成了它的纳米材料属性 ,纤维的小尺寸及高表面化学活性构成了它的生物活性特征。纤蛇纹石石棉纤维对动物的危害 ,既具有一般纤维的危害性 ,又具有非晶质SiO2 的危害性。由于纤维的小尺寸效应和高表面活性而使生物活性大大增强。

含蛭石晶层间层矿物的可交换性阳离子及交换容量研究

对采自新疆尉犁蛭石矿、河南灵宝—陕西潼关蛭石矿的工业蛭石矿物样品进行了可交换性阳离子与交换容量研究 ,发现新疆尉犁蛭石矿金云母蛭石中可交换性阳离子主要为Na+ 和Ca2 + ,其次为Mg2 + 、K+ 、Ba2 + 和Sr2 + ;而河南灵宝—陕西潼关蛭石矿工业蛭石样品的可交换性阳离子主要为Ca2 + 和Mg2 + ,其次为Na+ 、K+ 等。金云母蛭石和绿泥石蛭石间层矿物的阳离子交换容量随间层结构中蛭石晶层的含量增加而增大 ,一般在 5 6 .92～ 98.95mmol/ 10 0g之间 ,仅为蛭石最大阳离子交换容量的一半。金云母蛭石样品阳离子交换容量大小与K2 O含量呈负相关关系 ,与 (Na2 O +CaO)

金云母-蛭石间层矿物阳离子交换容量的影响因素研究

采用氯化铵交换-原子吸收光谱法和CaCl21-甲醛缩合法测定3个金云母-蛭石间层矿物样品的各阳离子交换分量和阳离子交换总量，通过分析样品粒度和溶液pH值对阳离子交换容量的影响及晶层端面水解使表面荷电的特点，确定样品的等电点。结果表明，随着粒度的增大，样品的阳离子交换容量逐渐减小；随着PH值的增大，样品的阳离子交换容量先急剧减小（pH=2～5），后趋于平缓（pH=5～9），而后再急剧减小（pH=9～11．5），这些变化主要与晶层端面的水解作用和八面体片阳离子的溶出作用有关；样品的等电点为PH值≈9。研究结果对于排除端面水解作用对阳离子交换容量的影响和进一步确定蛭石晶层的层电荷具有重要的意义。

工业蛭石吸附甲苯的性能及机理研究

基于工业蛭石具有阳离子交换容量高、内比表面积大、吸附性强等特性,考察了新疆尉犁和河北灵寿蛭石矿山不同阳离子交换容量的工业蛭石对甲苯的吸附量及变化规律。结果表明,工业蛭石对甲苯的吸附能力与阳离子交换容量成正相关,阳离子交换容量为120 mmol/100g的样品对甲苯吸附量达到76.93 mg/g。本研究为工业蛭石用作甲苯吸附材料提供了试验依据和理论支撑。

ZnO掺杂堇青石基红外陶瓷粉体的研制与表征

采用固相烧结法制备了ZnO替代MgO掺杂的堇青石基红外陶瓷粉体,通过红外辐射率测试、X射线衍射、热分析和红外吸收光谱等分析与表征,探讨了烧成温度、ZnO的掺杂量对其红外辐射率的影响。结果表明,在烧成温度为1 380℃、ZnO的掺杂量为22.5%(物质的量分数)时,所获得的堇青石基红外陶瓷粉体为单一相晶体,结晶完全,红外辐射率达0.978;适量地掺杂ZnO替代MgO,可在结构中使Zn2+代替Mg2+,引起堇青石结构中的非对称性,从而提高堇青石的红外吸收能力和辐射能力。